[发明专利]一种拉曼检测装置及拉曼检测方法

说明书

本发明提出了一种拉曼检测装置，包括：光源单元、光路单元、接收单元和处理单元，光源单元包括第一波长的主光源和第二波长的辅助光源，主光源的波长大于辅助光源的波长，且主光源激发处于第一波段范围内的第一拉曼光谱，辅助光源激发处于第二波段范围内的第二拉曼光谱，第一波段范围和第二波段范围至少存在一交集，处理单元对第一拉曼光谱和第二拉曼光谱进行归一化处理使得交集处重叠后，拼谱得到该拉曼检测结果。本发明的拉曼检测装置能够实现较宽波段范围内的拉曼光谱检测以及可以避免荧光干扰。同时本发明还提出了一种拉曼检测方法。

技术领域

本发明涉及拉曼检测领域，特别涉及一种双波长拼谱得到的拉曼检测装置及拉曼检测方法。

背景技术

目前，拉曼光谱广泛应用于食品农残，海关检测，毒品药品的快速鉴定当中，是一种分子振动光谱，通过对拉曼光谱的分析可以知道物质的振动转动能级情况，从而鉴别物质。在对样品的现场检测，拉曼光谱检测常常受到荧光的干扰，在大多数食品丶药品以及固废，矿产，油品，珠宝玉石，高端塑料玩具的拉曼检测过程中都伴有强荧光的干扰，荧光的存在严重影响拉曼光谱特征峰的识别，因此非常有必要采取措施抑制荧光干扰。

差分拉曼技术，通过两束不同波长的激光分别产生拉曼光谱，然后利用差分算法减去背景，得到相对的拉曼图谱，从而达到克服荧光干扰的问题。然而对于差分拉曼技术而言，当遇到黑色等高荧光样品时，单束激光激发在原始光谱上就无法得到有效的拉曼信号，在这样的情况下，即使使用两束相近的双波长激发拉曼光谱进行荧光背景扣除，也无法得到有效的拉曼信号。

抛开差分拉曼技术，传统的拉曼检测技术，在波长选择上会存在如下问题：使用短波长激光常常会导致光谱中的荧光信号远大于拉曼信号，从而导致无法准确测量拉曼信号；使用长波长激光虽然能减少荧光，但是会使得拉曼信号变弱而导致无法检测等困难。因此，对于选择的任何激光波长都有优点和缺点。这导致了目前现场快检仪器当中，包含了多个激发激光器，用户可以选择适合进行特定测量的激光波长。

另一方面，选择激光器的另一个考虑因素是，用于检测拉曼信号的检测器必须对所产生的拉曼光子敏感。在传统的拉曼检测仪器上，最常使用的检测器是基于电荷耦合器件(CCD)。CCD作为拉曼光谱仪中检测器的主要优点是，由于读数噪声低，并且通过将光子空间分布在光子晶体的一维上而获得了多重优势，因此它们提供了获得具有高信噪比光谱的可能性。

CCD尽管希望使用长波长激光器来避免荧光，但是近红外增强型背照式CCD的量子效率在大于1100nm的波长处接近零。这是一个难题，因为基本的氢拉伸振动发生在2700cm^-1–3300cm^-1的绝对能量处。为了用CCD检测器观察到这些振动，激发激光必须小于807nm。因此，最常用的激光器之一是785nm激光器。但是，使用785nm激光通常会产生明显的荧光。因此，期望使用更长波长的激光以减少荧光。然而，由于氢拉伸的损失，这将导致关于化学样品的重要振动信息的损失。因为廉价的前照式CCD无法有效地检测波长在1060nm以上的光子。因此形成了激光光源选择和CCD无法兼顾的技术矛盾。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于针对现有拉曼检测仪器中，针对短波激光产生较大荧光干扰，而较长激光拉曼信号弱及无法匹配CCD检测范围的缺陷，提出一种新的拉曼检测仪，能够实现较宽波段范围内的拉曼光谱检测以及可以避免荧光干扰。

根据本发明的目的提出的一种拉曼检测装置，包括：

光源单元，包括第一波长的主光源和第二波长的辅助光源；

光路单元，用以使所述主光源和辅助光源发出的光出射到一待检测物上，并从所述待检测物上接受由该主光源和辅助光源激发的拉曼光；

接收单元，接收所述主光源和辅助光源激发的拉曼光并转化成生成拉曼光谱；

处理单元，对所述拉曼光谱做拼谱处理，得到拉曼检测结果；